仪表自动化试验重点

1、仪表自动化实验考试 实验一压力表校验 实验目的： 1. 了解弹簧管压力的构造和原理。 2. 熟悉活塞式压力计使用及校验压力表的刻度标尺。 3. 掌握相对误差、绝对误差、变差、精度等基本概念。 4. 了解其他传感器的结构，原理及使用。 实验仪器： 1. 弹簧管压力表（一块标准表，一块校验表） 2. 活塞式压力计（压力表校验器）一台 实验内容： 1. 了解热电偶、热电阻、变送器、流量计等传感器的结构、原理、使用。 2. 观察拆开的压力表的结构，各元件的安装位置，深入了解各部件作用。 3. 掌握压力表校验器的操作方法。 4. 用压力表校验器校验压力表精度。 实验步骤及方法： 1. 校验前压力表校验器

2、应进行充分排气，打开油杯2上面的阀门，倒入油；反时针旋 转手轮，使手泵的气缸充满油液。 2. 关闭阀门，打开阀3；再顺时针旋转手轮，压缩油液，使油压作用于被校验压力表 和标准压力表上，根据两只压力表的指示值，即可进行校验。 3 .记录压力表整个范围内的压力指示。（全量程内取5点，如01MPa的压力表，可取0.2、0.4、0.6、0.8、1.0MPa5点）。 4 .顺时针方向转动手轮，压力计压力上升，标准表和被校验仪表的指针逐点上升，到达被校点刻度时，读取标准表和被校表的示值。这样从低压逐渐递增到高压，为上升过程，测取数据既上行读数。 5 .逆时针方向转动手轮，压力计压力下降，标准表和被校表的指

3、针逐点下降，达到被校点刻度时，读取标准表和被校的示值，这样读取的数据为下行读数。 6 .将数据填入表内，确定被校表的精度是否合乎等级要求。若不合格，考虑怎样进行调整。 实验数据: 绝对误差=|被校表读数值-标准表读值| 全量程 日工土口 TH 八、口辛最大绝对俣差 最大相对百分误差=目工口X100% 量程 序 号 标准压力表 被校压力表 绝对误差 变差 精度 MPa 上行 下行 上行 下行 1 2 3 4 5 注意事项: 1 .压力泵抽油时不能抽的太快，防止空气进入压力泵，以免产生不了需要的压力， 2 .压力计应彻底排气，使整个管路充油，否则将造成附加误差， 3 .所选标准仪表测量上限不应低于

4、被校仪表的测量上限，且标准仪表的允许误差应为被校表的允许误差的四分之一。 4 .做上行读数时，如所加压力超过被校压力值时应将压力降低后再递增到被校压力 值。做下行读数时，如所加压力低于被校压力值时，应加压力后再逐渐递减压力至 上行读数-下行读数 X100% 六、 被校压力值上。 七、问题讨论： 1 压力表所测压力为什么压力？环境大气压对压力表测量是否有影响？为什么？ 2 在工艺生产中，对压力表的量程范围的选择有何要求？ 3 如何调整弹簧管压力表的零点及量程？ 实验二过程控制系统综合实验 -、实验目的： 1 .了解压力变送器、控制器、结构和原理。 2 .熟悉手动操纵泵的工作原理及使用。 3 .掌

5、握组成自动控制系统每块仪表之间的连接关系（自动控制系统的组成） 4 .观察控制器的比例度、积分时间、微分时间的改变对控制系统的影响。 二、实验仪器： 1 .手动操纵泵（Y039）一台； 2 .差压变送器（1151系列）一台； 3 .智能控制器（AI808P）一台； 4 .无纸记录仪（MC203R）一台； 5 .配电器（9320）一台 6 .电阻箱（ZX21A）一台 7 .电源箱（DYFY3100）一台 8 .计算机、打印机 9 .螺丝刀一把 10 .秒表一块 三、实验内容： 1 .观察压力变送器、控制器的结构及其作用，部件可调装置的位置、作用。 2 .学会手操压力泵的操作方法。 3 .改变手操

6、泵的压力，观察压力变送器与控制器的输出的变化。 4 .学会差压变送器的零点调整、量程调整的方法。 四、实验步骤及方法： 1.接线：按图1所示接线 图1 改为： 2,接通电源。 3.改变手操泵手柄加压，使差压变送器在整个压力范围内变化（全量程取5个点，可取 0.02、0.04、0.06、0.08、0.1Mpa5个点）。 1.压力由低向高加入（上行程），到达各被校验点，通过显示仪表观察变送器的输出， 是否与420mA成比例变化，记下数据。然后压力由高向低（下行程）作同样的变 化，记下数据 5.计算： 序 号 手操泵压力 压力变送器 （mA） 绝对误差 变差 精度 MPa 上行 下行 上行 下行 1

7、 0.02 2 0.04 3 0.06 4 00.8 5 0.1 6.观察比例度、积分时间、微分时间的改变对控制系统的影响：(接线如图2) (1)参数设置： 控制方式ctrl=1,采用AI人工智能调节/PID调节。 保持参数M5=30.0,M5主要决定调节算法中积分作用，和PID调节的积分时间类同。 速率参数P=3,P值类似PID调节器的比例带，但变化相反。P值越大，比例、微分作用成正比增强，而P值越小，比例、微分作用相应减弱。P参数与积分作用无关。 滞后时间t=10,t参数对控制的比例、积分、微分均起影响作用，t越小，则比例和积分作用均成正比增强，而微分作用相对减小，但整体反馈作用增强；反之

8、，t越大，则比例和积分作用均减弱，而微分作用相对增强。如果设置tctl时，系统的微分作用 被取消。 输出周期ctl=1,ctl值越大，比例作用增强，微分作家用减弱。ctl值越小，则比例作用减弱，微分作家用增强。ctl大于或等于5秒时，则微分作用被完全消除，系统成 为比例或比例积分调节。 正作用：CF=11。 （2）将测量值与给定值相同，观察记录仪指示值（通道2）,待输出稳定后，改变手操泵 输出压力值，变化幅度不要太大，观察控制器输出信号的变化规律（记录仪、电流表同时观察）。如曲线所示。记录输出压力的变化量及曲线。 五、注意事项： 1 .手动操纵泵连续加压时不要太快，以免超压。 2 .做上行读数

9、时，如所加压力超过所需压力值时应将压力降低后再递增到所需压力值。做下行读数时，如所加压力低于所需压力值时，应加压力后再逐渐递减压力至所需压力值上。 3 .阶跃加压时，注意速度，不要加超。 六、问题讨论： 1 1 .差压变送器能否作为压力变送器用？ 2 2 .比例度的大小是如何影响控制器的输出的？ 3 3 .什么是积分时间？积分时间的大小如何影响控制器的输出的？ 4 4 . .什么是控制器的正、反作用？在控制系统中起什么作用？ 附：智能控制器控制面板说明等 1 .面板说明 （1 1）调节输出指示灯 0 0）报警1 1指示灯 报猬2 2指示灯 AUXAUX辅劭接口工作密示灯 显示转换（兼参数设箭进

10、入） 数据移位t t装手动/自动切换及程序设置进入） 数据嘉少健（兼程序运行，留停操作） 卸数据增加键兼程序停止操作） 光柱（选啊件），可指示测晶俏或铺出值 3 给定值显示窗 0000遍值显示窗 2 .显示状态 3 .控制器接线端子图 实验三控制系统综合实验 （一）总体要求 一、实验要求： 1、熟悉实验装置中，所学的各种检测仪表的用途与安装要求。 2、熟悉温度、压力、流量、液位等实验系统的组成。 3、掌握简单回路控制系统。 控制器控制规律的选择：P、PI、PID。 控制器参数的工程整定。 4、了解复杂控制系统的组成、特点、调节器参数的工程整定及系统投运。 5、了解智能变送器、热电偶、热电阻、流

11、量计等仪表的结构，使用方法。二、实验预习报告要求： 例如:左图中的液位单回路调节系统示意图: IX (I(I) )(I(II)I) (5)(6)(5)(6) LLT液位测量变送器 奇LC液位调节器 小1、熟悉系统组成、熟悉各种仪器仪表的作用 2、预习报告中，要画出系统连接示意图。 3、画出控制系统的方框图。 4、选择好控制规律和控制器的正、反作用。 三、实验内容： 1、不同实验装置中，控制器控制规律的选择：P、PI、PID。 3、控制系统的投运，结合理论分析各种控制规律对系统过渡过程的影响。 4、控制器参数的工程整定方法。 四、实验报告： 1、分别写出不同实验装置中控制器控制规律的选择，控制器

12、的正、反作用分析。 2、控制系统投运步骤： 调节器各开关及正、反作用是否正确，调节阀的气开、气关形式。 控制器参数工程整定。 3、写出控制器参数的工程整定的方法及步骤。如：临界比例度法，衰减曲线法，经验凑试 法，两步整定法，一步整定法。 4、通过实验，结合理论课学到的内容，谈谈有何收获和体会。 （二）实验装置介绍 一、液位系统实验装置 1 .简介： 该系统由对象部分和控制部分组成，对象部分由三个同样大小的水箱构成，可方便的组成一阶对象、三阶对象 可用计算机进行控制。可以对整个系统 系统中有互相独立的两个流量通道，分别作为调节通道和干扰通道，扰动可以加在任意一个水箱上，以观察由扰动点不同给调节系

13、统的调节质量带来的影响。 控制部分可由自动化仪表构成，也可用计算机进行控制。可以对整个系统进行控制,分析和研究。 本装置可做单容对象特性实验，三容对象特性实验，单回路控制，用级控制，比值控 制，前馈一反馈控制等实验。 对象示意图 、温度系统实验装置 该系统由对象部分和控制部分组成，对象部分由一个水箱构成，内有加热管，热电阻传感器可方便检测出水箱内温度。温度的控制采用可控硅电压调整器，调整供给加热管的电压。 水箱内有进水口和出水口，可使流体处于动态。 控制部分可由自动化仪表构成，也 2.装置中的主要仪器仪表 数字显示仪2台，色带指示仪3台; 控制器4台，显示记录仪l台，接线板l 块; 包流给定器4块，气动薄膜调节阀2个; 电容式变送器3块，电气转换器2个; 电磁阀1个，涡轮流量计1个。 进行控制，分析和研究。 2 .装置中的主要仪器仪表 毫安指示表3块，调节器2台；纪录仪2台，差压变送器1台； 调节阀l个；电气转换器l台； 显示器，键盘，鼠标，主机各一个对象示意图 三、